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自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练第3节研究闭合电路自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练1．知道电动势的概念，知道电动势等于内外电路电势降落之和．2．掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的意义．3．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系．4．掌握测量电源电动势和内阻的实验电路、实验原理、实验方法及实验数据的处理方法.自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练一、电动势1．物理意义：表征电源把能转化为本领的物理量．2．定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由极移送到极，非静电力所做的功W非与的比值，用E表示，即E＝，电动势的单位是．3．大小的决定因素：由电源中特性决定，跟电源的体积无关，跟也无关．其他形式电能负正电荷量qW非q伏特自身内阻自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练4．常用电池的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5V2V3V或3.6V1.2V自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练二、闭合电路的欧姆定律1．内、外电路(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路．(2)特点：外电路中电流由电源流向，沿电流方向电势，内电路中电流由电源流向，沿电流方向电势．2．闭合电路的能量转化非静电力做功等于内、外电路电能转化为其他形式能的总和，即：EIt＝.正极正极负极负极降低升高UIt＋I2rt自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练3．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成．(2)公式：I＝①或E＝②或E＝＋③(3)适用条件：①、②适于外电路为电路，③适于一切电路．正比反比ER＋rI(R＋r)UIr纯电阻自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练三、路端电压与负载的关系1．路端电压与电流的关系：U＝，物理意义表示路端电压随的变化关系．图2－3－12．U－I图象如图2－3－1所示，图象能反映的信息有(1)横轴上截距，坐标原点为(0,0)时，表示．(2)纵轴上截距表示．(3)斜率的绝对值表示．E－Ir干路电流短路电流电动势内阻自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练3．路端电压与R的关系(1)当外电阻R增大时，电流I减小，内电压Ir减小，路端电压．(2)当外电阻R减小时，电流I增大，内电压Ir增大，路端电压．(3)两个特例：外电路断开时，R→∞，I＝，U＝，据此特点可测电源电动势．外电路短路时，R＝0，I＝，U＝，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因．增大减小0EEr0自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练四、测量电源的电动势和内阻1．实验原理图2－3－2(1)用电压表、电流表加上一个可变电阻，测定电动势时的电路图如图2－3－2所示．其计算式为E＝.U＋Ir自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(2)用电流表、电阻箱测定电动势时的电路图如图2－3－3所示．图2－3－3其计算式为E＝.IR＋Ir自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(3)用电压表、电阻箱测定电源的电动势时的电路图如图2－3－4所示．图2－3－4其计算式为E＝.U＋URr自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．数据处理方法(1)代数法：运用解方程组求解E和r，为了减小实验的偶然误差，利用U和I值多求几组E和r的值，算出它们的．(2)图象法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I所成的图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示，与横轴的交点表示，图线的斜率的绝对值表示．平均值电源电动势短路电流电源内阻自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练一、对电动势的理解1．概念理解(1)在不同电源中，非静电力做功的本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同．(2)电动势E是标量，为了研究问题方便，规定电动势的方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(3)公式E＝Wq是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同，例如：蓄电池的电动势为2V，表明在蓄电池内移送1C的电荷量时，可以将2J的化学能转化为电能．(4)电动势的大小；在电源的内部从负极到正极移送单位正电荷非静电力做功的数值．一定要注意必须是“单位正电荷”，而不是“任意电荷”．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．电动势与电势差的区别与联系电势差U电动势E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式的能非静电力做功，其他形式的能转化为电能定义式U＝Wq，W为电场力做的功E＝Wq，W为非静电力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练二、闭合电路欧姆定律1．闭合电路欧姆定律(1)定律的导出：设一个闭合电路中，电源电动势为E，内阻为r，内电路电压为U内，外电路电阻为R，路端电压为U外，电路电流为I，则E＝U内＋U外①根据欧姆定律知：U外＝IR②U内＝Ir③由①②③式解得I＝ER＋r自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(2)用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以U外＜E.(3)当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，故此时E＝U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压，这提供了测E的一种方法．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．路端电压U外与外电阻R之间的关系对一定的电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(“↑”表示增加，“↓”表示减少)：外电阻变化情况R↑R→∞R↓R＝0电流I＝ER＋rI↓I→0I↑I＝Er内电压U′＝Ir＝E－IRU′↓U′→0U′↑U′→E路端电压U＝IR＝E－IrU↑U→EU↓U→0自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练3.路端电压与电流的关系图象(1)由U＝E－Ir可知，U－I图象是一条斜向下的直线，如图2－3－5所示．图2－3－5(2)纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流I0＝Er.自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练三、测量电源的电动势和内阻1．实验步骤(1)电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路．(2)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端．(3)闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I，U)，用同样方法测量几组I、U值，记录在自己设计的表格中．(4)打开电键，整理好器材．(5)处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．注意事项(1)使用内阻大些(用过一段时间)的干电池，在实验中不要将I调得过大，一般不超过0.5A，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化．(2)测出不少于6组(I，U)数据，且U、I变化范围尽量大些．(3)在画U—I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(4)干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图2－3－6甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些，此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝ΔUΔI计算出电池的内阻r.甲乙图2－3－6自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(5)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取0～3V量程，电流表选取0～0.6A量程．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练3．误差分析(1)第一种实验线路(课本上的测量电路)U＝E－Ir中I是通过电源的电流，而本实验用图2－3－7所示的电路是存在系统误差的，这是由于电压表分流IV，使电流表示值I测小于电池的输出电流I真．因为I真＝I测＋IV，而IV＝URV，U越大，IV越大，U趋于零时，IV也趋于零．图2－3－7自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练图2－3－8所以它们的关系可用图2－3－8表示，测量图线为AB，真实图线为A′B.由图线可看出r和E的测量值都小于真实值．r测＜r真，E测＜E真自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(2)第二种实验线路测量电源电动势和内阻的第二种接法，如图2－3－9所示．图2－3－9图2－3－10自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练由于电流表的分压作用，因为U真＝U测＋UA′＝U测＋IRA，RA为电流表的内阻，这样在U—I图线上对应每一个I应加上一修正值ΔU＝IRA，由于RA很小，所以在I很小时，ΔU趋于零，I增大，ΔU也增大，理论值与测量值的差异如图2－3－10所示．由图可知：E测＝E真，r测＞r真(内阻测量误差非常大)实际测量时应选电路图2－3－7.自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例1】关于电动势E的说法中正确的是()．A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析本题考查了电动势的基本概念，关键要正确地理解电动势．电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量．电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.答案BC借题发挥一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，如：电场强度是通过电荷所受的电场力与电荷量的比值定义的，但电场强度与力、电荷的电荷量没有关系；电容器的电容是通过电荷量与两极间的电压的比值定义的，但电容与所带电荷量及极间电压也都没有关系．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【变式1】(双选)关于电动势下列说法中正确的是()．A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极，移送电荷量越多自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，因此选项A正确．电源电动势是反映电源内部把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，电动势在数值上等于移动单位电荷量的正电荷非静电力所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移动的电荷量越多，所以选项C正确．答案AC自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例2】如图2－3－11所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6V和0.4A．当S断开时，它们的示数分别改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内阻．图2－3－11自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，即E＝1.6V＋0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U′＝E－I′r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2V，r＝1Ω.答案2V1Ω借题发挥利用闭合电路分析问题时，应明确电路结构，弄清串并联关系，且